При окислении ненасыщенных жирных кислот возникает потребность клетки в
дополнительных ферментах изомеразах. Эти изомеразы перемещают двойные свя-зи в жирнокислотных остатках из γ- в β-положение, переводят природные двойные
связи из цис- в транс-положение.
Таким образом, уже имеющаяся двойная связь готовится к β-окислению и про-пускается первая реакция цикла, в которой участвует ФАД.
Окисление жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов
Жирные кислоты с нечетным числом углеродов поступают в организм с расти-
тельной пищей и морепродуктами. Их окисление происходит по обычному пути до
последней реакции, в которой образуется пропионил-S-КоА. Суть превращений пропионил-S-КоА сводится к его карбоксилированию, изомеризации и образованию
сукцинил-S-КоА. В этих реакциях участвуют биотин и витамин В12.
Энергетический баланс β-окисления.
При расчете количества АТФ, образуемого при β-окислении жирных кислот необ-
ходимо учитывать
• число циклов β-окисления. Число циклов β-окисления легко представить исходя из представления о жирной кислоте как о цепочке двухуглеродных звеньев. Число разрывов между звеньями соответствует числу циклов β-окисления. Эту же величину можно подсчитать по формуле n/2 -1, где n – число атомов угле-рода в кислоте.
• количество образуемого ацетил-S-КоА – определяется обычным делением чис-ла атомов углерода в кислоте на 2.
• наличие двойных связей в жирной кислоте. В первой реакции β-окисления про-исходит образование двойной связи при участии ФАД. Если двойная связь в жирной кислоте уже имеется, то необходимость в этой реакции отпадает и ФАДН2 не образуется. Остальные реакции цикла идут без изменений.
• количество энергии, потраченной на активацию
Пример 1. Окисление пальмитиновой кислоты (С16).
Для пальмитиновой кислоты число циклов β-окисления равно 7. В каждом цикле образуется 1 молекула ФАДН2 и 1 молекула НАДН. Поступая в дыхательную цепь, они "дадут" 5 молекул АТФ. В 7 циклах образуется 35 молекул АТФ.
Так как имеется 16 атомов углерода, то при β-окислении образуется 8 молекул ацетил-S-КоА. Последний поступает в ЦТК, при его окислении в одном обороте цик-
ла образуется 3 молекулы НАДН, 1 молекула ФАДН2 и 1 молекула ГТФ, что эквива-
лентно 12 молекулам АТФ. Всего 8 молекул ацетил-S-КоА обеспечат образование 96 молекул АТФ.
Двойных связей в пальмитиновой кислоте нет.
На активацию жирной кислоты идет 1 молекула АТФ, которая, однако, гидроли-зуется до АМФ, то есть тратятся 2 макроэргические связи.
Таким образом, суммируя, получаем 96+35-2=129 молекул АТФ.
Пример 2. Окисление линолевой кислоты.
Количество молекул ацетил-S-КоА равно 9. Значит 9×12=108 молекул АТФ.
Число циклов β-окисления равно 8. При расчете получаем 8×5=40 молекул АТФ.
В кислоте имеются 2 двойные связи. Следовательно в двух циклах β-окисления
не образуется 2 молекулы ФАДН2, что равноценно 4 молекулам АТФ. На активацию жирной кислоты тратятся 2 макроэргические связи.
Таким образом, энергетический выход 108+40-4-2=142 молекулы АТФ.
Кетоновые тела
К кетоновым телам относят три соединения близкой структуры.
Синтез кетоновых тел происходит только в печени, клетки всех остальных тканей
(кроме эритроцитов) являются их потребителями.
Стимулом для образования кетоновых тел служит поступление большого коли-
чества жирных кислот в печень. Как уже указывалось, при состояниях, активирующих
липолиз в жировой ткани, около 30% образованных жирных кислот задерживаются печенью. К этим состояниям относится голодание, сахарный диабет I типа, длитель-
ные физические нагрузки, богатая жирами диета. Также кетогенез усиливается при
катаболизме аминокислот, относящихся к кетогенным (лейцин, лизин) и к смешан-ным (фенилаланин, изолейцин, тирозин, триптофан и т.д.).
Нормальные показатели
Кровь
0,1-0,6 ммоль/л
менее 0,01 г/л
Моча
менее 5 ммоль/л
0,02-0,05 мг/сут
При голодании синтез кетоновых тел ускоряется в 60 раз (до 0,6 г/л), при са-харном диабете I типа – в 400 раз (до 4 г/л).